CN107894332B - 牛头刨床横向工作台可靠性试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械加工设备可靠性试验技术领域，涉及一种模拟动、静态切削负荷的牛头刨床横向工作台可靠性试验系统；克服了目前可靠性试验装置无法对牛头刨床横向工作台进行模拟实际工况加载的可靠性试验问题,包括X方向加载部分、Y方向加载部分、Z方向加载部分和加载辅助部分；X方向加载部分包括齿条、齿轮、扭矩传感器和液压泵；Y方向加载部分包括两套Y向压电陶瓷加载装置，一套Y向压电陶瓷加载装置安装在待试工作台的右上角位置，另一套Y向压电陶瓷加载装置安装在待试工作台的右下角位置；Z方向加载部分包括Z向压电陶瓷促动器、Z向拉压力传感器、Z向直线轴承；加载辅助部分的辅助加载工作台固定在待试工作台上。

Description

牛头刨床横向工作台可靠性试验系统

技术领域

本发明属于机械加工设备可靠性试验技术领域，尤其涉及一种模拟动、静态切削负荷的牛头刨床横向工作台可靠性试验系统。

背景技术

牛头刨床广泛应用于机械加工行业，是一种常见的机械加工设备，常用于加工平面、沟槽和燕尾面等。牛头刨床横向工作台作为关键功能部件之一，其可靠性水平直接影响牛头刨床整机的可靠性水平。长期以来，专家学者对牛头刨床的滑枕及其进给系统的性能、可靠性等进行了大量的研究工作，取得了显著成效；然而，对于牛头刨床横向工作台及其进给系统的可靠性研究工作滞后，使得其小故障不断，可靠性水平不高。因此，对其进行可靠性试验找出其薄弱环节进行可靠性改进设计，提高其可靠性水平具有重要现实意义。目前，其可靠性试验方法通常是空运转试验或者用户现场可靠性试验等，专门针对牛头刨床横向工作台的可靠性试验装置国内几乎空白。本发明根据牛头刨床横向工作台的实际使用工况，提出了一种具有模拟实际切削负载的牛头刨床横向工作台可靠性试验系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了目前可靠性试验装置无法对牛头刨床横向工作台进行模拟实际工况加载的可靠性试验问题,提供了一种具有模拟实际动、静态切削负载的牛头刨床横向工作台可靠性试验系统。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的，结合附图说明如下：

一种牛头刨床横向工作台可靠性试验系统，包括X方向加载部分、Y方向加载部分、Z方向加载部分和加载辅助部分：

所述X方向加载部分包括齿条(1)、齿轮(2)、支撑座(3)、扭矩传感器(4)、1号联轴器(14)、2号联轴器(15)、轴(21)和液压泵(5)；

所述齿条(1)通过螺栓固定在待试工作台(6)上，所述齿条(1)的轴线与待试工作台(6)的导轨轴线平行；所述齿轮(2)和齿条(1)啮合；所述齿轮(2)通过平键与轴(21)联接；所述液压泵(5)、1号联轴器(14)、扭矩传感器(4)、2号联轴器(15)、轴(21)依次固定联接；所述液压泵(5)的轴线、扭矩传感器(4)的轴线、支撑座(3)的轴承孔的轴线共线；

所述Y方向加载部分包括两套结构完全相同的Y向压电陶瓷加载装置，一套Y向压电陶瓷加载装置安装在待试工作台(6)的右上角位置，另一套Y向压电陶瓷加载装置安装在待试工作台(6)的右下角位置；

所述Z方向加载部分包括Z向支架(30)、Z向压电陶瓷促动器(31)、Z向挡光板(33)、Z向拉压力传感器(34)、Z向施力杆(35)、Z向导向座(40)、Z向轴(41)、Z向联接销(42)、Z向支承座(43)、Z向直线轴承(44)和Z向锁紧螺母(48)；

所述Z向支架(30)为由顶板和垂板组成的L形结构件，所述Z向支架(30)的顶板开设有用于穿过螺栓把Z向支架(30)固定在龙门滑块(49)的下表面上的通孔；所述Z向支承座(43)通过螺栓固定在Z向支架(30)的垂直板上，所述Z向支承座(43)的中间开设有用于旋入Z向压电陶瓷促动器(31)的上端螺纹段的螺纹孔；Z向压电陶瓷促动器(31)的上端螺纹段上安装有Z向锁紧螺母(48)，把Z向压电陶瓷促动器(31)固定在Z向支承座(43)上；所述Z向压电陶瓷促动器(31)的下端开设有孔，与Z向轴(41)的上端光轴段间隙配合；所述Z向联接销(42)同时穿过Z向压电陶瓷促动器(31)和Z向轴(41)配合段，把Z向压电陶瓷促动器(31)和Z向轴(41)固定联接；所述Z向轴(41)的下端螺纹段穿过Z向挡光板(33)的右端通孔，并与Z向拉压力传感器(34)的上端螺纹孔固定联接；所述Z向轴(41)与Z向直线轴承(44)的内孔间隙配合，所述Z向直线轴承(44)的外圆与Z向导向座(40)的内孔配合联接；所述Z向导向座(40)通过螺栓固定在Z向支架(30)的垂板上；所述Z向拉压力传感器(34)的下端与Z向施力杆(35)的上端螺纹联接；所述Z向施力杆(35)的下端与辅助加载工作台(10)接触；

所述Z向轴(41)的轴线与Z向压电陶瓷促动器(31)的轴线共线，且垂直于待试工作台(6)的上表面；

所述加载辅助部分包括辅助加载工作台(10)，所述的辅助加载工作台(10)由导轨和滑块组成，导轨通过螺栓固定在待试工作台(6)上。

技术方案中所述X方向加载部分还包括X向底座(16)、垫片(17)、1号端盖(22)、1号角接触球轴承(23)、套(24)、2号角接触球轴承(25)、锁紧套(26)、2号端盖(27)、1号锁紧螺母(28)、伺服阀(46)和2号锁紧螺母(29)；

所述X向底座(16)为由顶板、竖板、底板组成的工字形零件，X向底座(16)的底板上开设有用于穿过螺栓把X向底座(16)和垫片(17)固定在地平铁(7)上的通孔；所述垫片(17)为长方形零件；所述X向底座(16)的顶板上开设有用于固定支撑座(3)、扭矩传感器(4)、液压泵(5)的螺纹孔；所述2号锁紧螺母(29)安装在轴(21)右端螺纹段上，把齿轮(2)固定在轴(21)上；所述1号角接触球轴承(23)的轴承内圈的左端面与轴(21)的轴肩的右端面接触安装；所述1号角接触球轴承(23)的外圈左端面与1号端盖(22)接触联接，所述1号端盖(22)通过螺栓安装在支撑座(3)的左端面上；所述1号角接触球轴承(23)的外圈右端面与套(24)的左端面接触联接，所述套(24)的右端面与2号角接触球轴承(25)的外圈左端面接触联接；所述2号角接触球轴承(25)的外圈右端面与2号端盖(27)接触联接；所述2号端盖(27)通过螺栓固定在支撑座(3)的轴承孔的右端面上；所述2号角接触球轴承(25)的内圈右端面与锁紧套(26)的左端面接触联接，所述锁紧套(26)的右端面与1号锁紧螺母(28)接触联接；所述1号角接触球轴承(23)和2号角接触球轴承(25)背对背安装，调整1号锁紧螺母(28)的位置来调整1号角接触球轴承(23)、2号角接触球轴承(25)的轴承间隙；

所述伺服阀(46)通过螺栓固定在液压泵(5)的侧面，所述伺服阀(46)与液压泵(5)联接。

技术方案中所述Y向压电陶瓷加载装置包括Y方向支架(9)、Y向拉压力传感器(11)、Y向施力杆(12)、Y向档光板(13)、Y向导向座(18)、Y向位移传感器(19)、Y向联接销(20)、Y向压电陶瓷促动器(36)、Y向支承座(37)、Y向轴(38)、调节板(45)、Y向锁紧螺母(47)和Y向直线轴承(39)；

所述Y向支承座(37)通过螺栓固定在Y方向支架(9)的上表面，所述Y向支承座(37)中间开设有螺纹孔；所述Y向压电陶瓷促动器(36)的右端螺纹段旋入Y向支承座(37)的螺纹孔；所述Y向压电陶瓷促动器(36)的右端螺纹段上安装有Y向锁紧螺母(47)把Y向压电陶瓷促动器(36)固定在Y向支承座(37)上；所述Y向压电陶瓷促动器(36)的左端孔与Y向轴(38)的右端间隙配合，所述Y向联接销(20)同时穿过Y向压电陶瓷促动器(36)和Y向轴(38)，把Y向压电陶瓷促动器(36)和Y向轴(38)固定联接；所述Y向轴(38)与Y向直线轴承(39)内孔间隙配合；所述Y向直线轴承(39)外圈固定安装在Y向导向座(18)的轴承孔中；所述Y向轴(38)的左端螺纹段与Y向拉压力传感器(11)的右端螺纹固定联接；所述Y向档光板(13)下端设有通孔，套在所述Y向轴(38)的左端螺纹段；当Y向轴(38)的左端螺纹段与Y向拉压力传感器(11)的右端螺纹联接时，Y向档光板(13)也固定在Y向轴(38)上；所述Y向拉压力传感器(11)的左端与Y向施力杆(12)的右端螺纹联接；所述Y向施力杆(12)的左端与辅助加载工作台(10)的侧面接触；所述Y向导向座(18)通过螺栓固定在Y方向支架(9)的上表面；所述Y方向支架(9)通过螺栓固定在地平铁(7)上；所述调节板(45)为长方体零件，位于Y方向支架(9)和地平铁(7)之间；

所述Y向轴(38)的轴线与Y向压电陶瓷促动器(36)的轴线共线，且垂直于待试工作台(6)的导轨轴线；所述Y向位移传感器(19)固定在Y向导向座(18)的上表面，Y向位移传感器(19)的轴线与Y向轴(38)的轴线平行。

技术方案中所述Z方向加载部分还包括Z向位移传感器(32)、Z向挡光板(33)、龙门滑块(49)和龙门架(8)；所述龙门架(8)通过螺栓固定在地平铁(7)上，龙门架(8)的横梁上安装有龙门滑块(49)；所述Z向位移传感器(32)固定在Z向导向座(40)的侧面，Z向位移传感器(32)的轴线与Z向轴(41)的轴线平行。

技术方案中所述辅助加载工作台(10)的导轨的轴线方向与待试工作台(6)的运动方向平行；所述辅助加载工作台(10)的导轨可以是滑动导轨，也可以是滚动导轨。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的牛头刨床横向工作台可靠性试验系统采用液压泵装置、压电陶瓷促动器对牛头刨床横向工作台进行模拟动、静态刨削力加载，对被测的牛头刨床横向工作台及其进给系统进行模拟实际工况加载的可靠性试验，并进行实时的故障数据采集。为后期的可靠性评估、可靠性建模和可靠性预测提供实用的基础数据，大大缩短了数据采集时间。

2.本发明所述的牛头刨床横向工作台可靠性试验系统的X方向模拟切削力加载采用齿轮齿条机构把工作台的直线运动变为转动，用液压泵装置来实现动、静态刨削力的模拟加载。并能够根据实际工况来调节加载动态刨削力的大小、频率以及试验时间，同时可以将试验参数储存，以便后续的查询和分析。

3.本发明所述的牛头刨床横向工作台可靠性试验系统的Y方向和Z方向刨削力的加载是通过压电陶瓷促动器来实现的，并能够根据实际工况来调节加载动态刨削力的大小、频率以及试验时间，同时可以将试验参数储存，以便后续的查询和分析。压电陶瓷促动器可实现对牛头刨床横向工作台的高频及低频加载，克服了采用液压缸无法对牛头刨床横向工作台实施高频大于50Hz)加载的问题。

4.本发明所述的牛头刨床横向工作台可靠性试验系统设置了高度调节装置，适应范围比较广，针对不同型号的牛头刨床横向工作台，只需将不同的牛头刨床横向工作台安装在地平铁上就可以对其进行可靠性加载试验与性能参数的检测与监测，体现了本试验系统的灵活性和通用性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1为本发明所述的牛头刨床横向工作台可靠性试验系统的轴测投影图；

图2为本发明所述的牛头刨床横向工作台可靠性试验系统中X方向加载部分的轴测投影图；

图3为本发明所述的牛头刨床横向工作台可靠性试验系统中的支撑座的装配剖视图；

图4为本发明所述的牛头刨床横向工作台可靠性试验系统中Y向压电陶瓷加载装置的轴测投影图；

图5为本发明所述的牛头刨床横向工作台可靠性试验系统中Y方向加载部分的Y向导向座的剖视图；

图6为本发明所述的牛头刨床横向工作台可靠性试验系统中的Z方向加载部分轴测投影图；

图7为本发明所述的牛头刨床横向工作台可靠性试验系统中Z方向加载部分的Z向导向座的剖视图；

图8为本发明所述的牛头刨床横向工作台可靠性试验系统中的辅助加载工作台的轴测投影图；

图中：1.齿条，2.齿轮，3.支撑座，4扭矩传感器，5.液压泵，6.待试工作台，7.地平铁，8.龙门架，9.Y方向支架，10.辅助加载工作台，11.Y向拉压力传感器，12.Y向施力杆，13.Y向档板，14.1号联轴器，15.2号联轴器，16.X向底座，17.垫片，18.Y向导向座，19.Y向位移传感器，20.Y向联接销，21.轴，22.1号端盖，23.1号角接触球轴承，24.套，25.2号角接触球轴承，26锁紧套，27.2号端盖，28.1号锁紧螺母，29.2号锁紧螺母，30.Z向支架，31.Z向压电陶瓷促动器，32.Z向位移传感器，33.Z向挡光板，34.Z向拉压力传感器，35.Z向施力杆，36.Y向压电陶瓷促动器、37、Y向支承座、38.Y向轴，39.Y向直线轴承，40.Z向导向座，41.Z向轴，42.Z向联接销，43.Z向支承座，44.Z向直线轴承，45.调节板，46.伺服阀，47.Y向锁紧螺母，48.Z向锁紧螺母，49.龙门滑块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围：

参阅图1，本发明所述的牛头刨床横向工作台可靠性试验系统包括X方向加载部分、Y方向加载部分、Z方向加载部分和加载辅助部分。

一、X方向加载部分

参阅图1、图2和图3，所述X方向加载部分包括齿条1、齿轮2、支撑座3、扭矩传感器4、液压泵5、1号联轴器14、2号联轴器15、X向底座16、垫片17、轴21、1号端盖22、1号角接触球轴承23、套24、2号角接触球轴承25、锁紧套26、2号端盖27、1号锁紧螺母28、伺服阀46和2号锁紧螺母29。

参阅图1，所述齿条1为长条状长方体零件，所述齿条1的两端部各有沉头通孔，用于穿过内六角螺栓把齿条1固定在待试工作台6上，所述齿条1的轴线与待试工作台6的导轨轴线平行。

参阅图1、图2和图3，所述X向底座16为由顶板、竖板、底板组成的工字形零件，X向底座16的底板上开设有用于穿过螺栓把X向底座16和垫片17固定在地平铁7上的通孔；所述垫片17为长方形零件，选择垫片17的厚度可调节齿轮2的高度，从而能够对不同型号待试工作台6进行可靠性试验；所述X向底座16的顶板上开设有螺纹孔，用于固定支撑座3、扭矩传感器4、液压泵5。

参阅图2、图3，所述液压泵5的底座开有通孔，用于穿过螺栓把液压泵5固定在X向底座16上。所述扭矩传感器4的底座开有通孔，用于穿过螺栓把扭矩传感器4固定在X向底座16上。所述支撑座3底板开有通孔，用于穿过螺栓把支撑座3固定在X向底座16上。所述液压泵5的轴线、扭矩传感器4的轴线和支撑座3的轴承孔的轴线共线。所述液压泵5的轴和扭矩传感器4的左端伸出轴通过1号联轴器14联接；所述扭矩传感器4的右端与轴21的左端通过2号联轴器15联接。所述轴21的右端安装有齿轮2，所述齿轮2通过平键与轴21联接，并通过安装在轴21右端螺纹段的2号锁紧螺母29固定。所述齿轮2和齿条1啮合。所述1号角接触球轴承23的轴承内圈的左端面与轴21的轴肩的右端面接触安装；所述1号角接触球轴承23的外圈左端面与1号端盖22接触联接，所述1号端盖22通过螺栓安装在支撑座3的左端面上。所述1号角接触球轴承23的外圈右端面与套24的左端面接触联接，所述套24的右端面与2号角接触球轴承25的外圈左端面接触联接。所述2号角接触球轴承25的外圈右端面与2号端盖27接触联接。所述2号端盖27通过螺栓固定在支撑座3的轴承孔的右端面上。所述2号角接触球轴承25的内圈右端面与锁紧套26的左端面接触联接，所述锁紧套26的右端面与1号锁紧螺母28接触联接。安装时，所述1号角接触球轴承23和2号角接触球轴承25背对背安装，调整1号锁紧螺母28的位置来调整1号角接触球轴承23、2号角接触球轴承25的轴承间隙。所述伺服阀46通过螺栓固定在液压泵5的侧面，所述伺服阀46与液压泵5联接，调节伺服阀46的开口大小来调节液压泵5的出口压力。

二、Y方向加载部分

参阅图1、图4、图5，所述Y方向加载部分包括两套结构完全相同的Y向压电陶瓷加载装置，一套Y向压电陶瓷加载装置安装在待试工作台6的右上角位置，另一套Y向压电陶瓷加载装置安装在待试工作台6的右下角位置。所述Y向压电陶瓷加载装置包括Y方向支架9、Y向拉压力传感器11、Y向施力杆12、Y向档光板13、Y向导向座18、Y向位移传感器19、Y向联接销20、Y向压电陶瓷促动器36、Y向支承座37、Y向轴38、调节板45、Y向锁紧螺母47和Y向直线轴承39。

参阅图1、图4、图5，所述Y向支承座37通过螺栓固定在Y方向支架9的上表面，所述Y向支承座37中间开设有螺纹孔。所述Y向压电陶瓷促动器36的右端螺纹段旋入Y向支承座37的螺纹孔中，试验前，可调节所述Y向压电陶瓷促动器36的右端螺纹段旋入Y向支承座37的螺纹孔的长度来调节Y向压电陶瓷促动器36对辅助加载工作台10的间隙及预紧力，并用Y向锁紧螺母47旋在Y向压电陶瓷促动器36的右端螺纹段把Y向压电陶瓷促动器36固定在Y向支承座37上。

参阅图1、图4、图5，所述Y向压电陶瓷促动器36的左端孔与Y向轴38的右端间隙配合，并用Y向联接销20同时穿过Y向压电陶瓷促动器36和Y向轴38，把Y向压电陶瓷促动器36和Y向轴38固定联接。所述Y向轴38与Y向直线轴承39内孔间隙配合，Y向轴38在Y向直线轴承39内孔中滑动。所述Y向直线轴承39外圈固定安装在Y向导向座18的轴承孔中。所述Y向轴38的左端螺纹段与Y向拉压力传感器11的右端螺纹固定联接。所述Y向档光板13下端设有通孔，套在所述Y向轴38的左端螺纹段。当Y向轴38的左端螺纹段与Y向拉压力传感器11的右端螺纹联接时，Y向档光板13也固定在Y向轴38上。所述Y向拉压力传感器11的左端与Y向施力杆12的右端螺纹联接。所述Y向施力杆12的左端与辅助加载工作台10的侧面接触。所述Y向导向座18通过螺栓固定在Y方向支架9的上表面。所述调节板45为长方体零件，位于Y方向支架9和地平铁7之间，用于调整Y向压电陶瓷促动器36的高度。所述Y方向支架9通过螺栓把调节板45固定在地平铁7上。

参阅图1、图4、图5，所述Y向轴38的轴线与Y向压电陶瓷促动器36的轴线共线，且垂直于待试工作台6的导轨轴线。所述Y向位移传感器19固定在Y向导向座18的上表面，Y向位移传感器19的轴线与Y向轴38的轴线平行。工作时，Y向位移传感器19向Y向档光板13发射激光，Y向档光板13反射激光回到Y向位移传感器19的感知元件，从而测量Y向施力杆12的位移。

三、Z方向加载部分

参阅图1、图6、图7，所述Z方向加载部分包括Z向支架30、Z向压电陶瓷促动器31、Z向位移传感器32、Z向挡光板33、Z向拉压力传感器34、Z向施力杆35、Z向导向座40、Z向轴41、Z向联接销42、Z向支承座43、Z向直线轴承44、龙门滑块49、Z向锁紧螺母48和龙门架8。

参阅图1，所述龙门架8通过螺栓固定在地平铁7上，龙门架8的横梁上安装有龙门滑块49。

参阅图6、图7，所述Z向支架30为由顶板和垂板组成的L形结构件，所述Z向支架30的顶板开设有通孔用于穿过螺栓把Z向支架30固定在龙门滑块49的下表面上。所述Z向支承座43通过螺栓固定在Z向支架30的垂直板上，所述Z向支承座43的中间开设有螺纹孔，用于旋入Z向压电陶瓷促动器31的上端螺纹段，试验前，调节Z向压电陶瓷促动器31的上端螺纹段旋入Z向支承座43的螺纹孔的长度来调节Z向压电陶瓷促动器31对辅助加载工作台10的间隙及预紧力，并把Z向锁紧螺母48旋在Z向压电陶瓷促动器31的上端螺纹段上，把Z向压电陶瓷促动器31固定在Z向支承座43上。所述Z向压电陶瓷促动器31的下端开设有孔，与Z向轴41的上端光轴段间隙配合，并用Z向联接销42同时穿过Z向压电陶瓷促动器31和Z向轴41配合段，把Z向压电陶瓷促动器31和Z向轴41固定联接。所述Z向轴41的下端螺纹段穿过Z向挡光板33的右端通孔，并与Z向拉压力传感器34的上端螺纹孔固定联接。所述Z向轴41与Z向直线轴承44的内孔间隙配合，所述Z向直线轴承44的外圆与Z向导向座40的内孔配合联接。所述Z向导向座40通过螺栓固定在Z向支架30的垂板上。所述Z向拉压力传感器34的下端与Z向施力杆35的上端螺纹联接。所述Z向施力杆35的下端与辅助加载工作台10接触。

参阅图6，所述Z向轴41的轴线与Z向压电陶瓷促动器31的轴线共线，且垂直于待试工作台6的上表面。所述Z向位移传感器32固定在Z向导向座40的侧面，Z向位移传感器32的轴线与Z向轴41的轴线平行。工作时，Z向位移传感器32向Z向挡光板33发射光，Z向挡光板33反射光回到Z向位移传感器32的感知元件，从而测量Z向施力杆35的位移。

四、加载辅助部分

参阅图1、图8，所述加载辅助部分包括辅助加载工作台10，所述的辅助加载工作台10由导轨和滑块组成，导轨通过螺栓固定在待试工作台6上。辅助加载工作台10的导轨的轴线方向与待试工作台6的运动方向平行。所述辅助加载工作台10的导轨可以是滑动导轨，也可以是滚动导轨。

所述牛头刨床横向工作台可靠性试验系统的工作原理：首先把待试工作台6固定在地平铁7上，依次安装X方向加载部分、Y方向加载部分、Z方向加载部分和加载辅助部分，使得辅助加载工作台10的导轨的轴线方向与待试工作台6的运动方向平行，Z向轴41的轴线与Z向压电陶瓷促动器31的轴线共线且垂直于待试工作台6的上表面；Y向轴38的轴线与Y向压电陶瓷促动器36的轴线共线，且垂直于待试工作台6的导轨轴线。试验前，调节Z向压电陶瓷促动器31的上端螺纹段旋入Z向支承座43的螺纹孔的长度来调节Z向压电陶瓷促动器31对辅助加载工作台10的间隙及预紧力，调节所述Y向压电陶瓷促动器36的右端螺纹段旋入Y向支承座37的螺纹孔的长度来调节Y向压电陶瓷促动器36对辅助加载工作台10的间隙及预紧力。试验时，根据实际工况参数调整三个方向的刨削力值大小、频率对待试工作台6加载，并把试验参数及由拉压力传感器、扭矩传感器、位移传感器测得的相关参数存入系统中，实现可靠性试验数据采集，以便后期进行可靠性改进设计。

本发明中所述的实施例是为了便于该技术领域的技术人员能够理解和应用本发明，本发明只是一种优化的实施例，或者说是一种较佳的具体的技术方案，故本发明不限于实施这一种比较具体技术方案的描述。如果相关的技术人员在坚持本发明基本技术方案的情况下做出不需要经过创造性劳动的等效结构变化或各种修改都在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种牛头刨床横向工作台可靠性试验系统，包括X方向加载部分、Y方向加载部分、Z方向加载部分和加载辅助部分，其特征在于：

所述X方向加载部分包括齿条(1)、齿轮(2)、支撑座(3)、扭矩传感器(4)、1号联轴器(14)、2号联轴器(15)、轴(21)和液压泵(5)；

所述齿条(1)通过螺栓固定在待试工作台(6)上，所述齿条(1)的轴线与待试工作台(6)的导轨轴线平行；所述齿轮(2)和齿条(1)啮合；所述齿轮(2)通过平键与轴(21)联接；所述液压泵(5)、1号联轴器(14)、扭矩传感器(4)、2号联轴器(15)、轴(21)依次固定联接；所述液压泵(5)的轴线、扭矩传感器(4)的轴线、支撑座(3)的轴承孔的轴线共线；

所述Y方向加载部分包括两套结构完全相同的Y向压电陶瓷加载装置，一套Y向压电陶瓷加载装置安装在待试工作台(6)的右上角位置，另一套Y向压电陶瓷加载装置安装在待试工作台(6)的右下角位置；

所述Z方向加载部分包括Z向支架(30)、Z向压电陶瓷促动器(31)、Z向挡光板(33)、Z向拉压力传感器(34)、Z向施力杆(35)、Z向导向座(40)、Z向轴(41)、Z向联接销(42)、Z向支承座(43)、Z向直线轴承(44)和Z向锁紧螺母(48)；

所述Z向支架(30)为由顶板和垂板组成的L形结构件，所述Z向支架(30)的顶板开设有用于穿过螺栓把Z向支架(30)固定在龙门滑块(49)的下表面上的通孔；所述Z向支承座(43)通过螺栓固定在Z向支架(30)的垂直板上，所述Z向支承座(43)的中间开设有用于旋入Z向压电陶瓷促动器(31)的上端螺纹段的螺纹孔；Z向压电陶瓷促动器(31)的上端螺纹段上安装有Z向锁紧螺母(48)，把Z向压电陶瓷促动器(31)固定在Z向支承座(43)上；所述Z向压电陶瓷促动器(31)的下端开设有孔，与Z向轴(41)的上端光轴段间隙配合；所述Z向联接销(42)同时穿过Z向压电陶瓷促动器(31)和Z向轴(41)配合段，把Z向压电陶瓷促动器(31)和Z向轴(41)固定联接；所述Z向轴(41)的下端螺纹段穿过Z向挡光板(33)的右端通孔，并与Z向拉压力传感器(34)的上端螺纹孔固定联接；所述Z向轴(41)与Z向直线轴承(44)的内孔间隙配合，所述Z向直线轴承(44)的外圆与Z向导向座(40)的内孔配合联接；所述Z向导向座(40)通过螺栓固定在Z向支架(30)的垂板上；所述Z向拉压力传感器(34)的下端与Z向施力杆(35)的上端螺纹联接；所述Z向施力杆(35)的下端与辅助加载工作台(10)接触；

所述Z向轴(41)的轴线与Z向压电陶瓷促动器(31)的轴线共线，且垂直于待试工作台(6)的上表面；

所述加载辅助部分包括辅助加载工作台(10)，所述的辅助加载工作台(10)由导轨和滑块组成，导轨通过螺栓固定在待试工作台(6)上。

2.根据权利要求1所述的一种牛头刨床横向工作台可靠性试验系统，其特征在于：

所述X方向加载部分还包括X向底座(16)、垫片(17)、1号端盖(22)、1号角接触球轴承(23)、套(24)、2号角接触球轴承(25)、锁紧套(26)、2号端盖(27)、1号锁紧螺母(28)、伺服阀(46)和2号锁紧螺母(29)；

所述X向底座(16)为由顶板、竖板、底板组成的工字形零件，X向底座(16)的底板上开设有用于穿过螺栓把X向底座(16)和垫片(17)固定在地平铁(7)上的通孔；所述垫片(17)为长方形零件；所述X向底座(16)的顶板上开设有用于固定支撑座(3)、扭矩传感器(4)、液压泵(5)的螺纹孔；所述2号锁紧螺母(29)安装在轴(21)右端螺纹段上，把齿轮(2)固定在轴(21)上；所述1号角接触球轴承(23)的轴承内圈的左端面与轴(21)的轴肩的右端面接触安装；所述1号角接触球轴承(23)的外圈左端面与1号端盖(22)接触联接，所述1号端盖(22)通过螺栓安装在支撑座(3)的左端面上；所述1号角接触球轴承(23)的外圈右端面与套(24)的左端面接触联接，所述套(24)的右端面与2号角接触球轴承(25)的外圈左端面接触联接；所述2号角接触球轴承(25)的外圈右端面与2号端盖(27)接触联接；所述2号端盖(27)通过螺栓固定在支撑座(3)的轴承孔的右端面上；所述2号角接触球轴承(25)的内圈右端面与锁紧套(26)的左端面接触联接，所述锁紧套(26)的右端面与1号锁紧螺母(28)接触联接；所述1号角接触球轴承(23)和2号角接触球轴承(25)背对背安装，调整1号锁紧螺母(28)的位置来调整1号角接触球轴承(23)、2号角接触球轴承(25)的轴承间隙；

所述伺服阀(46)通过螺栓固定在液压泵(5)的侧面，所述伺服阀(46)与液压泵(5)联接。

3.根据权利要求1所述的一种牛头刨床横向工作台可靠性试验系统，其特征在于：

所述Y向压电陶瓷加载装置包括Y方向支架(9)、Y向拉压力传感器(11)、Y向施力杆(12)、Y向档光板(13)、Y向导向座(18)、Y向位移传感器(19)、Y向联接销(20)、Y向压电陶瓷促动器(36)、Y向支承座(37)、Y向轴(38)、调节板(45)、Y向锁紧螺母(47)和Y向直线轴承(39)；

所述Y向支承座(37)通过螺栓固定在Y方向支架(9)的上表面，所述Y向支承座(37)中间开设有螺纹孔；所述Y向压电陶瓷促动器(36)的右端螺纹段旋入Y向支承座(37)的螺纹孔；所述Y向压电陶瓷促动器(36)的右端螺纹段上安装有Y向锁紧螺母(47)把Y向压电陶瓷促动器(36)固定在Y向支承座(37)上；所述Y向压电陶瓷促动器(36)的左端孔与Y向轴(38)的右端间隙配合，所述Y向联接销(20)同时穿过Y向压电陶瓷促动器(36)和Y向轴(38)，把Y向压电陶瓷促动器(36)和Y向轴(38)固定联接；所述Y向轴(38)与Y向直线轴承(39)内孔间隙配合；所述Y向直线轴承(39)外圈固定安装在Y向导向座(18)的轴承孔中；所述Y向轴(38)的左端螺纹段与Y向拉压力传感器(11)的右端螺纹固定联接；所述Y向档光板(13)下端设有通孔，套在所述Y向轴(38)的左端螺纹段；当Y向轴(38)的左端螺纹段与Y向拉压力传感器(11)的右端螺纹联接时，Y向档光板(13)也固定在Y向轴(38)上；所述Y向拉压力传感器(11)的左端与Y向施力杆(12)的右端螺纹联接；所述Y向施力杆(12)的左端与辅助加载工作台(10)的侧面接触；所述Y向导向座(18)通过螺栓固定在Y方向支架(9)的上表面；所述Y方向支架(9)通过螺栓固定在地平铁(7)上；所述调节板(45)为长方体零件，位于Y方向支架(9)和地平铁(7)之间；

所述Y向轴(38)的轴线与Y向压电陶瓷促动器(36)的轴线共线，且垂直于待试工作台(6)的导轨轴线；所述Y向位移传感器(19)固定在Y向导向座(18)的上表面，Y向位移传感器(19)的轴线与Y向轴(38)的轴线平行。

4.根据权利要求1所述的一种牛头刨床横向工作台可靠性试验系统，其特征在于：

所述Z方向加载部分还包括Z向位移传感器(32)、Z向挡光板(33)、龙门滑块(49)和龙门架(8)；所述龙门架(8)通过螺栓固定在地平铁(7)上，龙门架(8)的横梁上安装有龙门滑块(49)；所述Z向位移传感器(32)固定在Z向导向座(40)的侧面，Z向位移传感器(32)的轴线与Z向轴(41)的轴线平行。

5.根据权利要求1所述的一种牛头刨床横向工作台可靠性试验系统，其特征在于：

所述辅助加载工作台(10)的导轨的轴线方向与待试工作台(6)的运动方向平行。